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 自2004年Geim等人第一次在實驗室得到單層石墨烯以來，二維材料的出現(xiàn)為傳感器領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展提供了可能，相對于傳統(tǒng)的三維材料，二維材料的層狀結(jié)構(gòu)決定了其器件厚度可以達(dá)到單原子層，為實現(xiàn)更輕、更薄、體積更小的電子器件提供了可能。相較于其他二維材料，以單層二硫化鉬 (MoS2) 為代表的二維半導(dǎo)體TMDs材料由于其優(yōu)異的半導(dǎo)體性能（高開關(guān)比、遷移率）、合適的帶隙寬度、高穩(wěn)定性等特點使其在電子器件應(yīng)用中展現(xiàn)出優(yōu)勢。除此之外，二硫化鉬所具有的良好的電學(xué)、光學(xué)、機械性能以及異乎尋常的比表面積都為其在傳感器應(yīng)用領(lǐng)域鋪平了道路。單層二硫化鉬具有1.8 eV的帶隙，理論計算表明在室溫下遷移率和電流開關(guān)比分別可達(dá)到約410 cm2/Vs和109，為其場效應(yīng)晶體管器件應(yīng)用于多功能集成電路系統(tǒng)提供了可能。盡管二硫化鉬本身具有眾多優(yōu)異的性能，滿足未來傳感器件在微型化、易于集成、輕薄等方面的需求，但是受制于其本身的壓阻、壓電效應(yīng)都不明顯，若利用簡單的兩端器件作為應(yīng)力傳感器，其靈敏度低是不可忽略的事實，因此選用能與二硫化鉬場效應(yīng)晶體管性能相匹配的材料以實現(xiàn)其傳感功能至關(guān)重要。

　　壓電材料作為一種可以直接將外界力學(xué)信號轉(zhuǎn)化成電學(xué)信號的材料，與場效應(yīng)晶體管相結(jié)合可以實現(xiàn)外界應(yīng)力對器件輸運特性的調(diào)控。近日，中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所研究員孫其君、中科院外籍院士王中林以及中科院物理研究所研究員張廣宇的研究團(tuán)隊利用駐極體材料與二硫化鉬場效應(yīng)晶體管的結(jié)合實現(xiàn)了對器件的靜態(tài)/動態(tài)雙調(diào)控。趙靜等研究人員利用駐極體材料（聚偏二氟乙烯-三氟乙烯，PVDF-TrFE）的壓電-駐極體特性，作為柵極分別實現(xiàn)在不同極化電壓、應(yīng)變情況下對單層二硫化鉬場效應(yīng)晶體管的靜態(tài)、動態(tài)調(diào)控，得到具有高靈敏度、快速響應(yīng)時間、長壽命的應(yīng)力傳感器。相較于其他基于場效應(yīng)晶體管的傳感器件，這種利用壓電材料本身在應(yīng)力作用下可直接提供柵極電壓的特性，器件工作過程中無需外接?xùn)艠O電源，從而實現(xiàn)了應(yīng)力對器件的直接驅(qū)動，有效降低了能耗，也為將來無源器件的發(fā)展提供了新的思路，同時為其后續(xù)在觸摸屏、人造電子皮膚等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了可能。

　　相關(guān)研究成果以Static and Dynamic Piezo-potential Modulation in Piezo-electret Gated MoS2Field Effect Transistor 為題發(fā)表在ACS nano上（DOI:10.1021/acsnano.8b07477）。該項工作得到國家自然科學(xué)基金、北京市自然科學(xué)基金等的支持。

圖：（a）壓電駐極體材料調(diào)控二硫化鉬場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；（b）不同彎曲情況下二硫化鉬熒光特性的變化。